Pouco se sabe ao certo da origem deste apelido (ou sobrenome) que terá aparecido em Portugal no final da Idade Média.
O filólogo português José Pedro Machado (1914-2005) atribui-lhe origem toponímica (Dicionário Onomástico Etimológico da Língua Portuguesa, s. v. Noronha):
«Oriundo de Castela, séc. XIV do conde de Gijon (e Noroña...) [...]. O frequente uso da prep[osição] de a anteceder este apeli[ido] pode confirmar a sua origem toponímica, mas qual, concretamente? Pueblos [Nomenclátor Comercial. Pueblos de España... Madrid, 1970] regista ainda Norón, Noreña, Loroñe, todos na prov[íncia] de Oviedo. E qual a origem do voc[ábulo]? No séc. XV era frequente a forma dissimilada Loronha [...]; Noronha no mesmo século [...].»
A hipótese da origem castelhana ou asturiana é reiterada no Dicionário das Famílias Portuguesas (2010), de D. Luiz de Lencastre e Távora:
«Noronha – Nome de raízes toponímicas, pois que tirado da vila com tal designação, outorgada em condado por D. Henrique II de Castela a seu filho bastardo D. Afonso, havido com D. Elvira Iñigues de la Vega. D. Afonso, que foi conde de Noronha e de Gijón, foi casado com D. Isabel, filha natural do rei D. Fernando I de Portugal. Os filhos deste casal passaram todos ao nosso país na primeira metade do século XV, aqui sendo providos de grandes casas e ricos senhorios, a começar no primogénito, D. Fernando, que D. João I casou com a filha herdeira do primeiro conde de Vila Real. A chefia desta ilustríssima casa está na dos condes de Povolide.»
Este apelido/sobrenome terá, portanto, origem num nome de lugar provavelmente situado no norte de Espanha. Contudo, como observa Machado (op. cit.) não se localiza nenhuma povoação com o nome exato de Noroña (ñ = nh); o que se identifica é a localidade de Noreña, nas Astúrias, que parece dever o nome ao rio que corre na região, o Noreña. Não podemos assegurar que Noronha seja realmente uma alteração de Noreña. De qualquer modo, não podendo tampouco relacionar o nome espanhol com um étimo latino, é bem possível que este topónimo tenha origem pré-romana.